玻纤及制品产业发展路径与推广应用对策

秦 颖梁 广王强强

（1北京化工大学，北京 100029；2建筑材料工业技术情报研究所，北京 100024；3中国建材检验认证集团股份有限公司，北京 100024）

玻纤及制品产业发展路径与推广应用对策

秦 颖1梁 广2王强强3

（1北京化工大学，北京 100029；2建筑材料工业技术情报研究所，北京 100024；3中国建材检验认证集团股份有限公司，北京 100024）

本文简单介绍了全球玻纤及制品产业的现状及发展趋势，并且重点指出了我国玻纤及制品产业面临品种匮乏、生产技术落后、浸润剂及成膜剂合成技术能力差的三大问题，本着“发现问题、解决问题”的角度出发，本文着重介绍了“十三五”期间我国玻纤及制品产业的发展目标和发展途径，通过引导产业重点发展的领域和产品，为我国的高性能玻璃纤维材料及制品研发平台、玻纤制品深加工产业链延伸工程及汽车轻量化玻纤复合材料推广做出贡献，文章的最后对于玻纤及制品产业的推广及应用提出了一些建议。

玻纤；玻纤制品；发展路径；推广应用

1 玻纤及制品产业现状及发展趋势

1.1 产业现状

全球玻璃纤维产值2020年将达到155.7亿美元，玻璃纤维增强塑料复合材料2019年产值将达到451.2亿美元。国外厂商在技术上向细分市场、下游制品加工和增强材料开发上发展。美国是玻璃纤维的生产大国和技术强国，美国公司在玻璃纤维复合材料产业链的重要领域保持领先地位，其中美国欧文斯科宁公司一直是世界建筑材料和玻璃纤维复合材料领域的领先者。

我国已成为世界上最大的玻纤生产国和出口国，玻纤产量占全球产量的60%。国内最大的三家玻纤企业巨石集团、泰山玻璃纤维股份有限公司和重庆国际复合材料有限公司的玻纤产量占据国内市场份额的60%以上。但相对于国内现有玻纤产能而言，其下游玻纤制品和玻纤复合材料产业的发展则过于弱小，且以中小企业和低端产品为主。

“十二五”期间，玻纤产量一直保持增长态势，池窑拉丝比例提升至90%以上，品种以无氟无硼高性能玻纤为主，满足不同行业使用要求。“十二五”以来玻纤产量情况见表1。

表1 “十二五”以来玻纤产量情况

表2 2015年我国各类玻纤制品产量

2015年我国各类玻纤制品产量见表2。

玻璃纤维复合材料是目前复合材料中产量最大、应用最多的品种，占复合材料所用增强纤维的98%左右。热固性复合材料约占玻纤复合材料总产量60%，热塑性复合材料约占40%，但是热塑性复合材料发展速度较快。目前全国复合材料生产企业约有3000-4000家，但规模以上企业不到200家。

“十二五”以来，玻璃纤维复合材料主要产品产量见表3。

表3 “十二五”以来玻纤增强复合材料行业主要产品产量

1.2 发展趋势

近几年，随着新兴行业的不断发展，满足特定功能的高性能玻纤、玻纤复合材料产品成为带动整个玻纤制品行业发展新的增长点。

热塑性复合材料是玻璃纤维复合材料行业的发展方向，发展速度快于热固性复合材料。连续纤维增强技术包括其他长纤维增强技术，已成为热塑性复合材料生产的关键技术。

玻璃纤维是风电叶片的重要原材料之一，从长期发展趋势以及国家发展新能源产业的政策看，风力发电仍能给玻纤行业带来新的市场空间。

2 我国玻纤及制品产业面临的问题

2.1 外资企业掌握高端玻纤制品核心技术及生产工艺

我国玻璃纤维行业近年来发展迅速，并在世界上占据重要位置，但仍存在着产业结构不合理、深加工和应用开发不足的问题。据统计，国外玻璃纤维应用规格已达60,000多种，国内还不到10,000种，有很大差距。我国玻璃纤维行业高端生产工艺技术落后，能生产企业较少。目前特种玻璃纤维、优质缠绕用玻璃纤维、大型风力叶片用高模玻纤基材、电子布用玻纤织物等主要依赖于外资或合资企业的生产。

2.2 连续纤维增强复合材料生产技术落后

热塑性复合材料在世界上发展迅速，在国外已占到总量60%，而国内约占40%。我国热塑性复合材料生产技术与国外有很大的差距，国外发达国家在连续纤维增强热塑性复合材料的生产技术工艺和装备对我国实行技术封锁，严重制约了我国热塑性复合材料的发展。

2.3 浸润剂复配技术及成膜剂合成技术研发力度不够

浸润复配技术及成膜剂合成技术是生产玻璃纤维深加工制品的关键技术，这两项技术在我国专业化、系列化程度都不高，产品档次低，导致我国玻纤制品难以进入国际高端市场。

3 “十三五”期间我国玻纤及制品产业发展目标与路径

“十三五”期间，随着玻纤及制品产业链上下游玻璃纤维与复合材料两个行业的相互延伸融合，玻纤及制品行业将全面实现整合和提升。

3.1 发展目标

玻纤及制品产业链上下游玻璃纤维与复合材料两个行业的相互延伸融合，提升企业的应用研发与市场拓展能力，积极开发航空航天、军工等领域用缠绕用高性能玻璃纤维材料，扩大热塑性玻璃纤维复合材料的市场规模和应用领域。发展玻璃纤维制品深加工产业，提高中高端玻璃纤维复合材料市场规模、产品附加值和质量。争取达到规模以上企业玻璃纤维及制品总收入5000亿，到“十三五”末是“十二五”末的两倍。

3.2 发展途径

1）加大高性能玻纤产品的开发力度

从配方设计，原料选择，熔化和成型技术等环节入手，实现规模化生产，具有较优性价比。提高玻璃纤维品种标准，降低成本，研发出更多品种，满足玻纤产品的差异化需求。

2）加强对浸润剂的复配技术及成膜剂合成技术的研发

加强应用基础研究，选择稳定高品质原料，提高浸润剂的质量。根据使用要求，扩大选用或改性处理剂和粘结剂。提高涂覆技术和装备，包括粉末、溶液、热熔浸渍、刮涂、复膜等相关技术和装备。

3）以热塑性复合材料生产工艺技术为重点

完善及推广玻纤毡增强塑料片材（GMT）和长纤料粒（LFT）等成型生产工艺和装备，重点研发连续纤维增强热塑复合材料（CFT）成型工艺及装备，实现相关装备的国产化，取得热塑性复合材料发展的重大技术突破。

4）推进两化深度融合

学习和借鉴“工业4.0”的理念，建设智能工厂，加快装备、工艺、生产、管理、服务等方面的深度融合，提高装备控制精度、自动化水平和生产工艺稳定性，推进两化深度融合，助力玻纤及制品制造业转型升级。

4 “十三五”期间我国玻纤及制品产业重点领域和产品

“十三五”期间，玻纤及制品产业发展重点领域是高性能玻璃纤维和特种玻纤复合材料。

重点开发低成本缠绕用高性能玻纤材料产业化制造技术；重点发展高性能玻纤预成型技术和连续纤维增强热塑性复合材料低成本、高效率成型技术；提高玻纤复合材料用于汽车车身材料的比例；重点突破结构吸波、结构透波、结构导电等功能玻纤复合材料技术，满足电子信息产业用覆铜板对高性能玻纤布产品的需求；实现结构型功能玻纤复合材料系列化和基本产业化。

以下主要介绍玻纤及制品产业四种重点产品，分别是缠绕用高性能玻纤材料、连续纤维增强热塑性复合材料、汽车轻量化玻纤复合材料及覆铜板原料玻纤布。

4.1 缠绕用高性能玻纤材料

高性能玻璃纤维基本可以分为高强高模玻纤、耐腐蚀玻纤和低介电玻纤三大类。我国高性能玻璃纤维产量占总产量6%，远远落后于国外37%的水平，这导致我国在新能源等领域所需的高性能玻璃纤维60%从国外进口。

高强玻纤断裂伸长量大于5%，在一定压力下的形变能力优于芳纶纤维和碳纤维；耐疲劳性能比E玻纤高10倍以上；软化点比E玻纤高100～150℃，介电常数比E玻纤低约20%。缠绕用高性能玻纤材料主要用于在特种管罐、风力发电、造船工程建设等领域。

目前，我国缠绕用高性能玻纤纱需大量进口，随着复合材料行业的高速发展，连续缠绕工艺具有绿色环保、产品质量稳定、自动化程度高等特点，要加大研发缠绕用高性能玻璃纤维材料的生产技术。

4.2 连续纤维增强热塑性复合材料

现在高性能复合材料以热固性为主，热固性树脂性能稳定，不易降解，更不能通过热加工回收，大量采用热固性树脂，势必给环保带来巨大压力。目前，用高性能热塑性树脂代替热固性树脂制造复合材料已经成为新的发展趋势，用长纤维增强热塑性复合材料具有品种多，成形快速简单、可回收再循环利用等特点，是玻纤复合材料行业的未来发展方向。

连续纤维增强热塑性复合材料具有高强度、高刚度、高尺寸稳定性、低翘曲度、使用寿命长、耐蠕变等性能优点。在成形工艺上，组分材料配料灵活，可以选用不同类型的纤维，纤维含量可以连续变化，并可选择多种树脂基体。

连续纤维增强热塑性复合材料的工艺分预浸阶段和成型阶段。浸渍方式大致可分为两大类：浸渍-后浸渍（混合法）工艺和预浸渍工艺（原位聚合工艺、溶液浸渍工艺和熔融浸渍工艺）。热塑性复合材料预浸技术，通常指增强材料与树脂基体已经完成了良好地润湿的一种复合材料半成品的制备技术。主要的成型工艺分浸渍技术、拉挤技术、缠绕技术、铺放技术和叠层模压技术。

4.3 汽车轻量化玻纤复合材料

汽车轻量化用玻纤复合材料主要是玻璃纤维毡增强热塑性复合材料（GMT）和高含量玻璃纤维增强的片状塑料（SMC）。主要用于制备汽车的车身部件、结构件及功能件。汽车零部件纤维增强复合材料（FRP）化还可以提高零部件的功能、简化制造工艺、提高汽车的舒适性、增加安全性、降低生产成本和维护成本，并赋予更高的设计自由度。

目前世界上汽车塑料单车用量最大的是德国，轻量化替代塑料用量占材料总用量的20%以上。2014年欧洲轻量化替代塑料平均单车用量已达到18%左右。

片状模塑料在汽车上的应用量最大的是车身板，占片状模塑料用量的70%，在“十三五”期间片状模塑料在汽车上的用量将继续增加22%～71%，被广泛应用于汽车仪表板、转向机、散热器系统及电子装置上。

4.4 覆铜板原料玻纤布

覆铜板行业是玻璃纤维的重要应用领域。玻璃纤维布是覆铜板及印刷电路板行业的原材料之一，由电子玻纤纱纺织而成，约占覆铜板成本的40%（厚板）和25%（薄板）。目前我国电子玻纤纱总产能已经超过四十五万吨,产能已占到全球的70%，预计到2020年我国市场需求约为50万吨。玻纤布规格比较单一和稳定。

我国电子信息产业、汽车电子和LED的快速发展推动了覆铜板及印刷电路板行业不断发展；我国已成为全球覆铜板及印刷电路板的制造中心，这将有效推动覆铜板及印刷电路板技术水平的提高和行业水平的整体提升。

我国覆铜板和印刷电路板产值虽然已经上升为全球第一位，但与欧美、日本等印刷电路板强国相比，我国的产品技术水平尚有差距，全球覆铜板科研的最高水平在美国，最高制造技术在日本。在高端的CCL市场上，仍由日本、欧美企业产品所占。其中像IC封装用CCL、高阶汽车电子的PCB用CCL、通讯领域的高速CCL，高阶FPC用FCCL、高性能特殊树脂用CCL等的产品市场，还仍是欧美、日本的天下。我国企业生产的产品技术附加值较低，在与国际企业竞争中处于不利地位。同时，国内企业的生产设备如真空压机、液压冲床等精密设备绝大部分还依赖进口。

5 “十三五”期间我国玻纤及制品产业重大工程

“十三五”期间实施一批重大工程，研发共性关键材料品种生产技术，提高玻璃纤维及制品产业创新能力，加快技术创新成果产业化和示范应用，扩大玻璃纤维及制品产业规模，促进玻璃纤维及制品产业的快速发展。

5.1 高性能玻璃纤维材料及制品研发平台

工程目标：以战略性新兴产业需求为牵引，以产业技术进步为支撑，发展高性能玻纤材料及制品产业化。力争到2020年，我国高性能玻璃纤维产量占玻璃纤维总产量15%。

主要内容：组织开发高性能玻璃纤维、高性能复合材料、风电叶片、高压容器等产品生产工艺，大力推进技术产业化及制造规模化。开发“高强度、低介电透波、耐热等高性能玻璃纤维和高性能复合材料研发”、“高强玻纤、高性能复合材料在汽车、节能环保、通讯、石油等领域的示范应用研究”、“超大功率（5MW以上）海上风机叶片的制备技术及示范应用开发”等重点工程。

5.2 玻纤制品深加工产业链延伸工程

工程目标：发展玻璃纤维制品深加工业，延伸产业链，提高行业工业增加值率。

主要内容：鼓励玻纤制品深加工，推动生产加工一体化，发展完善配套产业链的玻纤制品深加工产业基地。组织开发“覆铜板（CCL）原料高质量玻纤布研发”、“玻璃纤维毡增强热塑性复合材料（GMT）研发”、“连续纤维增强热塑复合材料（CFT）研发”和“高含量玻璃纤维增强的片状塑料（SMC）研发”等重点工程。

5.3 汽车轻量化玻纤复合材料推广

工程目标：促进汽车轻量化发展，整合利用现有资源，加快生产技术研究和产品开发，增加玻纤复合材料在整车的使用量，提高性能指标，降低制造成本。力争到2020年，轻量化替代玻纤材料用量占材料总用量的15%以上。

主要内容：建立汽车轻量化玻纤复合材料研发平台，开展行业技术研究创新，制定材料和产品标准和规范，开展行业技术交流和培训会议，建立国家检测与评定中心，建设性能检测平台及公共服务平台，提高汽车轻量化玻纤复合材料产品研发设计、试验检测、检验认证设施的能力建设。联合相关企业、科研机构和高校等单位，成立产业技术创新联盟，开展汽车轻量化用玻纤复合材料技术和生产工艺研发。

6 推广措施及政策建议

6.1 完善产业政策，加强政策引导

赶超国外先进技术，切忌囫囵吞枣，各级政府应根据玻纤及制品材料的产业规划，完善产业的配套政策，细化产业发展指导名录，明确产业发展重点及支持方向，逐步形成有利于玻纤及制品材料产业的政策体系。除此之外，还可以建立玻纤及制品材料产业推广联盟，吸引优秀企业加入，定期举办产业发展高峰论坛，引导企业向先进工艺、先进技术快速发展。

6.2 建立财政投入保障机制，吸引社会资本积极参与

根据玻纤及制品材料的产业规划，对于产业重点发展的工业和技术路线，建立各级政府财政投入保障机制，鼓励有条件的企业敢于创新、勇于创新，与此同时，借着国有资产改革的春风，吸引优质社会资本进入大型国有企业，帮助其技术升级改革，让更多资本来分享企业技术发展带来的投资回报。

6.3 提高产业创新能力

理清我国玻纤及制品材料产业存在的问题，同时从解决问题的角度出发，大力提升玻纤产业生产工艺，发展浸润剂、成膜剂原材料工业及研发技术，研发高端产品，提高我国自主产品的创新能力。

6.4 培育优势核心企业

争取在玻纤及制品材料产业链中的每个环节培养1～2家核心技术型企业，尤其是浸润剂、成膜剂方面更应该加大培育力度，补强产业短板。

6.5 提升健全玻纤及制品标准体系、技术规范、检测方法和认证机制

标准是产品质量的基础，标准的提升代表着产品质量的整体提升，因此只有不断提升我国玻纤及制品的标准体系、技术规范、检测方法和认证机制，才能更快、更有效的提高我国玻纤及制品的质量和竞争力。

6.6 大力推进军民结合

军民结合是党中央的一贯战略思想，走军民结合发展道路，是党中央领导集体对国防科技工业的明确要求。对于高性能的玻纤制品，不仅可以用在军用航空航天领域，也可以用在民用航空交通领域，这是一个非常好的军民结合的产业。

6.7 实施全球化发展战略

实施“走出去”的发展战略，是摆脱欧美发达国家经济和军事制约的战略一步，是实现我国伟大民族复兴梦想的重要一步，也是最坚实的一步。因此，我国的玻纤及制品材料产业肩负着伟大使命，我们要培育一批优秀的、有核心竞争力的企业走出国门，立足世界。

[1]纤维复合材料行业“十三五”发展规划[J]．玻璃钢,2015(9)．

[2]建筑材料工业“十三五”科技发展规划[J]．商品混凝土,2016(7)．

The industry development path and the application promotion countermeasure of glass fibre materials and manufactured goods

Firstly,this paper briefly introduce the present situation and development trendency of global glass fiber materials and products industry,and point out three problems of domestic glass fiber materials and products industry which are variety deficiency,backward production technology and low ability of synthesis technology of impregnating compound and film-forming agent．Secondly,this paper mainly introduce the industry development path and the application promotion countermeasure of domestic glass fibre materials and products during the period of 13th Five-Year,which is mainly develop research and development platform of high performance glass fiber materials,and which is mainly develop industry chain extension project of glass fiber products deep processing and which is mainly develop automobile lightweight glass fiber composite material．Finally,some suggestions are put forward for the application promotion of glass fiber and its products．

glass fibre materials；glass fibre products；development path；application promotion

TB321文献识别码：B

1003-8965(2017)03-0076-04